Das Projekt "Infrarot-Absorptionsspektroskopie mit einer 'CW-Cavity-Ring-Down'-Zelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Institut für Lasermedizin durchgeführt. Fuer die moderne Medizin- und Umweltanalytik sind hochempfindliche Messgeraete unerlaesslich, die Spurengase selektiv in Konzentrationen im Sub-ppb-Bereich bestimmen koennen. Gerade die Kombination dieser Anforderungen macht die Entwicklung eines neuartigen Spurengasanalysesystems notwendig. Messprinzip dieses Geraetes ist die Cavity-Ring-Down-Spektroskopie (CRDS), eine methodische Weiterentwicklung der Absorptionsspektroskopie. Vorteil dieser Methode ist, dass sich die zu analysierende Luftprobe in einem optischen Resonator befindet. Auf diese Weise werden Absorptionslaengen von mehreren Kilometern erreicht, woraus eine extrem hohe Nachweisempfindlichkeit resultiert. Durch eine geeignete Wahl des verwendeten Lasersystems und der Resonatorspiegel lassen sich Gase vom UV bis ins Infrarote spektroskopieren. Fuer die Analyse von atmosphaerischen oder medizinischen Luftproben ist die Verwendung von cw-Lasern im infraroten Spektralbereich besonders vorteilhaft, da dort bio- und umweltrelevante Spurengase anhand ihrer Schwingungs-Rotationsuebergaenge eindeutig identifiziert werden koennen. Im Rahmen eines durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt gefoerderten Projekts (Az 12644) soll ein tragbares Messgeraet zur In-situ-Messung von Spurengasen entwickelt und erprobt werden. Dies beinhaltet ebenso die Entwicklung eines kompakten, kontinuierlich durchstimmbaren Lasersystems im infraroten Spektralbereich von 3,0 mym-3,6 mym, als auch eine Weiterentwicklung der CRDS zur Verwendung von cw-Lasern, der sogenannten Cavity-Leak-Out-Spektroskopie (CALOS). In ersten spektroskopischen Experimenten konnten Kohlenwasserstoffe wie Methan, Ethan und Ethylen in einer Konzentration von 1 ppb nachgewiesen werden. Eingegliedert in den Arbeitskreis atmosphaerische Diagnostik stehen wir in enger Kooperation mit dem Institut fuer Angewandte Physik (Universitaet Bonn), dem Laser Zentrum Hannover e.V., Fischer Analysen Instrumente GmbH und Hartmann und Braun GmbH und Co.KG.
Das Projekt "Entwicklung eines lasergestuetzten Analysesystems zur molekularen Diagnostik von Genen und Genprodukten - Teilvorhaben: Entwicklung eines ultraschnellen, zeitliche korrelierten Fluoreszenzmesssystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LTB Lasertechnik Berlin GmbH durchgeführt. Die Laserfluoreszenzspektroskopie soll fuer die hochempfindliche Messung spezifischer Veraenderungen von Genen genutzt werden. Voraussetzung fuer den erfolgreichen Einsatz dieser Technik ist eine Nachweisempfindlichkeit von Fluoreszenzmarkern bis in den sub-ppb-Bereich. Untersuchungen an streulichtarmen spektrographischen Anordnungen, an rauscharmen Detektorzeilen, Fiberoptiken und an getorten Bildverstaerkern sollen die Grundlage fuer den Aufbau eines Laserimpulsspektrometers zur Gendiagnostik bilden. Die zeitaufgeloeste Messung der Emissionen soll die geringe analytische Selektivitaet der Fluoreszenzspektroskopie wesentlich verbessern. Am Beispiel ausgesuchter Fluoreszenzmarker werden Algorithmen zu deren Detektion in unterschiedlicher biologischer Matrix entwickelt.